Question

正溴丁烷是稀有元素萃取的溶剂及有机合成的中间体，其制备如图(夹持装置略)：

已知：i.NaBr+H₂SO₄(浓)=HBr↑+NaHSO₄

ii.CH₃CH₂CH₂CH₂OH十HBr→CH₃CH₂CH₂CH₂Br+H₂O

iii.2HBr+H₂SO₄Br₂+SO₂+2H₂O

iv.正溴丁烷密度：1.27g·mL^-1；浓硫酸密度：1.84g·mL^-1

请回答下列问题：

(1)正溴丁烷粗产品的制备：

①仪器a的名称是__，向圆底烧瓶中添加药品顺序正确的是__(填正确选项字母)。

A．浓H₂SO₄→适量水→正丁醇→溴化钠粉末

B．适量水→浓H₂SO₄→正丁醇→溴化钠粉末

C．适量水→正丁醇→浓H₂SO₄→溴化钠粉末

D．适量水→正丁醇→溴化钠粉末→浓H₂SO₄

②装置b中装入NaOH溶液，目的是__。

③加热回流，在此期间要不断地摇动反应装置，其原因为__；冷却后改为蒸馏装置，蒸出其正溴丁烷的粗品。

(2)正溴丁烷的提纯：

①把正溴丁烷粗品倒入分液漏斗中，加入适量水洗涤，分出有机层；

②在另一干燥的分液漏斗中，加入浓硫酸洗去有机层中少量的未反应的正丁醇及副产物，从__(选填“上口”或“下口”)分出有机层；

③有机层依次用适量的水、浓硫酸、水、饱和NaHCO₃溶液、水洗涤，用无水CaCl₂干燥。以上三次用水洗涤简化为一次用水洗涤是否合理，并说明理由__。

(3)①若洗涤后产物有红色，说明含有溴单质，应加入适量的饱和NaHSO₃溶液洗涤，将溴单质全部除去，其反应的离子方程式为__。

②若投入正丁醇11.84g，得到产物12.50g。则正丁醇的转化率为__(保留两位小数)。

Answer

球形冷凝管 B 吸收尾气，防止污染空气 使反应物充分接触，充分反应，提高正溴丁烷的产率 上口 不合理，第一次水洗除去HBr和正丁醇，第二次除去大部分的H2SO4，第三次除去NaHCO3，三次水洗可减少试剂的用量 Br2+HSO3-+H2O==2Br-+SO42-+3H+ 57.03%

【解析】

(1)①仪器a是冷凝管，向圆底烧瓶中添加药品时，水应在浓硫酸之前加入，正丁醇应在浓硫酸之后加入，因为若在浓硫酸之前加入，与浓硫酸作用后放热，使正丁醇大量挥发造成损失，溴化钠若先加入，则会与浓硫酸反应放出气体，不仅浪费原料，还会污染空气。

②装置b中装入NaOH溶液，主要是为了吸收反应产物。

③加热回流，在此期间要不断地摇动反应装置，从反应物的充分接触、提高原料利用率角度分析原因。

(2)②在另一干燥的分液漏斗中，加入浓硫酸洗去有机层中少量的未反应的正丁醇及副产物，因为有机层密度比浓硫酸小，所以在液体的上层，由此确定分离方法。

③有机层依次用适量的水洗涤，可洗去HBr和正丁醇；浓硫酸洗涤，可洗去未被水洗掉的正丁醇；再水洗，可洗去浓硫酸；饱和NaHCO3溶液洗去大部分硫酸；水洗涤，洗去余下的少量硫酸，用无水CaCl2干燥去水。以上三次用水洗涤简化为一次用水洗涤不合理，因为需加大试剂用量。

(3)①若洗涤后产物有红色，说明含有溴单质，应加入适量的饱和NaHSO3溶液洗涤，将溴单质全部除去，同时HSO3-被氧化为SO42-，同时生成H+。

②由产物质量12.50g，可求出产物的物质的量，也就等于反应物的变化量，由投入正丁醇11.84g，可求出正丁醇的起始量，从而求出正丁醇的转化率。

(1)①仪器a是球形冷凝管；向圆底烧瓶中添加药品时，水应在浓硫酸之前加入，正丁醇应在浓硫酸之后加入，因为若在浓硫酸之前加入，与浓硫酸作用后放热，使正丁醇大量挥发造成损失，溴化钠若先加入，则会与浓硫酸反应放出气体，不仅浪费原料，还会污染空气，由此得出向圆底烧瓶中添加药品顺序正确的是B。答案为：球形冷凝管；B；

②装置b中装入NaOH溶液，其目的主要是为了吸收尾气，防止污染空气。答案为：吸收尾气，防止污染空气；

③加热回流，在此期间要不断地摇动反应装置，其原因为使反应物充分接触，充分反应，提高正溴丁烷的产率。答案为：使反应物充分接触，充分反应，提高正溴丁烷的产率；

(2)②在另一干燥的分液漏斗中，加入浓硫酸洗去有机层中少量的未反应的正丁醇及副产物，因为有机层密度比浓硫酸小，所以在液体的上层，应从上口分出有机层。答案为：上口；

③有机层依次用适量的水洗涤，可洗去HBr和正丁醇；浓硫酸洗涤，可洗去未被水洗掉的正丁醇；再水洗，可洗去浓硫酸；饱和NaHCO3溶液洗去大部分硫酸；水洗涤，洗去余下的少量硫酸，用无水CaCl2干燥去水。以上三次用水洗涤简化为一次用水洗涤不合理，因为需加大试剂用量。答案为：不合理，第一次水洗除去HBr和正丁醇，第二次除去大部分的H2SO4，第三次除去NaHCO3，三次水洗可减少试剂的用量；

(3)①若洗涤后产物有红色，说明含有溴单质，应加入适量的饱和NaHSO3溶液洗涤，将溴单质全部除去，同时HSO3-被氧化为SO42-，同时生成H+，反应的离子方程式为Br2+HSO3-+H2O=2Br-+SO42-+3H+。答案为：Br2+HSO3-+H2O=2Br-+SO42-+3H+；

②正丁醇的起始投入量为n(正丁醇)==0.16mol，正溴丁烷物质的量为 =0.09124mol，则参加反应的正丁醇的物质的量为0.09124mol，从而求出正丁醇的转化率为= 57.03%。答案为：57.03%。